Глава 6. Кинематика точки
Основные понятия кинематики
Раздел механики, занимающийся изучением движения материальных тел без учета их масс и действующих на них сил, называется кинематикой.
Движение – основная форма существования всего материального мира, покой и равновесие – частные случаи.
Всякое движение, и механическое в том числе, происходит в пространстве и во времени.
Все тела состоят из материальных точек. Чтобы получить правильное представление о движении тел, начинать изучение нужно с движения точки. Перемещение точки в пространстве выражается в метрах, а также в дольных (см, мм) или кратных (км) единицах длины, время – в секундах. В практике или жизненных ситуациях время часто выражают в минутах или часах. Отсчет времени при рассмотрении того или иного движения точки ведут от определенного, заранее обусловленного начального момента (t = 0).
Геометрическое место положений движущейся точки в рассматриваемой системе отсчета называется траекторией. По виду траектории движение точки делится на прямолинейное и криволинейное. Траектория точки может быть определена и задана заранее. Так, например, траектории искусственных спутников Земли и межпланетных станций вычисляют заранее, или если принять движущиеся по городу автобусы за материальные точки, то их траектории (маршруты) также известны. В подобных случаях положение точки в каждый момент времени определяется расстоянием (дуговой координатой) S, т.е. длиной участка траектории, отсчитанной от некоторой ее неподвижной точки, принятой за начало отсчета. Отсчет расстояний от начала траектории можно вести в обе стороны, поэтому отсчет в одну какую-либо сторону условно принимают за положительный, а в
противоположную – за отрицательный,т.е. расстояние S – величина алгебраическая. Она может быть положительной (S > 0) или отрицательной (S<0).
При движении точка за определенный промежуток времени проходит некоторый путь L , который измеряется вдоль траектории в направлении движения.
.
Если точка стала двигаться не из начала отсчета O, а из положения, находящегося на начальном расстоянии So то
Векторная величина, характеризующая в каждый данный момент времени направление и быстроту движения точки, называется скоростью.
Скорость точки в любой момент ее движения направлена по касательной к траектории.
Отметим, что это векторное равенство характеризует лишь положение , а модуль средней скорости за время :
где – путь, пройденный точкой за время .
Модуль средней скорости равен частному от деления пройденного пути на время, в течение которого этот путь пройден.
Векторная величина, характеризующая быстроту изменения направления и числового значения скорости, называется ускорением.
При равномерном движении по криволинейной траектории точка тоже имеет ускорение, так как и в этом случае изменяется направление скорости.
За единицу ускорения принимают обычно .
Дата добавления: 2021-12-14; просмотров: 325;